POS/CPOS技術(shù)在鐵路客票代售點中的應(yīng)用

周 鵬 上海鐵路局信息技術(shù)所

為了方便旅客購票，更好為旅客出行服務(wù)。上海鐵路局近幾年加大開展增設(shè)市內(nèi)代售點工作。當(dāng)然，隨著代售點不斷的增多，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，對車站路由器鏈路匯聚能力的要求也就不斷提高。高匯聚能力的路由器及模塊技術(shù)在組網(wǎng)中的應(yīng)用可以大幅節(jié)省用戶投資、減小網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，并可通過簡化網(wǎng)絡(luò)層次來提高網(wǎng)絡(luò)的可維護(hù)性。CPOS技術(shù)就是在這樣的背景下被應(yīng)用到鐵路客票網(wǎng)絡(luò)中來的，下面介紹其技術(shù)業(yè)務(wù)特點。

1 POS及CPOS技術(shù)介紹

通常我們將IPoverSDH又稱為Packetover SDH，簡稱為POS。POS通過SDH提供的高速傳輸通道直接傳送IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它使用鏈路及點到點協(xié)議(Point to Point Protocol，PPP)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，根據(jù)RFC 1662規(guī)范把IP分組簡單地插入到PPP幀中的信息段。然后再由SDH通道層的業(yè)務(wù)適配器把封裝后的IP數(shù)據(jù)包映射到SDH同步凈荷中，然后經(jīng)過SDH傳輸層和段層，加上相應(yīng)的通道開銷和段開銷，把凈荷裝入一個SDH幀中，最后到達(dá)光網(wǎng)絡(luò)，在光纖中傳輸，它保留了IP面向無連接的特征。POS主要用于提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對低速接入的匯聚能力，尤其適合匯聚多個 E1/T1。例如，當(dāng)前很多政府機(jī)關(guān)、金融單位使用中低端路由器設(shè)備通過E1租用線路接入到ISP傳輸網(wǎng)；而一些數(shù)據(jù)中心，則同時租用幾個E1/T1。所有這些用戶的帶寬經(jīng)過傳輸網(wǎng)均聚到一個或多個通道化的 POS接口，CPOS接口通過時隙唯一識別各低端設(shè)備。

1.1 SDH傳輸體制

SDH/SONET技術(shù)是基于話音傳輸?shù)捏w制，但是，近幾年來，因特網(wǎng)發(fā)展十分迅速，各種基于IP的業(yè)務(wù)每年以50%～300%的速率增長，目前國際上IP骨干網(wǎng)要求每6～9個月翻番，是摩爾定律的2～3倍。在下一代網(wǎng)絡(luò)中，以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將超過話音業(yè)務(wù)成為主要業(yè)務(wù)，這就要求SDH/SONET技術(shù)要不斷向前發(fā)展。盡管SDH/SONET技術(shù)并不會被完全取消，它在光電領(lǐng)域之中有強(qiáng)大的需求，在自我恢復(fù)能力、故障管理、廣泛記帳支持和同步方面一直享有美譽(yù)，但是，為了適應(yīng)將來網(wǎng)絡(luò)得發(fā)展，除了繼續(xù)完善其支持話音業(yè)務(wù)的功能之外，同時也正在向支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)方向發(fā)展。目前已有支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的產(chǎn)品問世，并且今后在功能方面會更加全面。當(dāng)前許多新型的SDH傳輸設(shè)備大都提供了GE（GigabitEthernet）接口。

1.2 IPover SDH技術(shù)

參考OSI7層網(wǎng)絡(luò)模型，SDH/SONET協(xié)議是物理層協(xié)議(layerl)，主要負(fù)責(zé)在物理層介質(zhì)上傳送字節(jié)數(shù)據(jù)。IP協(xié)議是無連接的協(xié)議，屬于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(layer3)。數(shù)據(jù)鏈路層（layer2)負(fù)責(zé)SDH/SONET協(xié)議與IP協(xié)議之間的接口，IETF定義PPP協(xié)議來執(zhí)行此項功能，相應(yīng)有PPPoverSONET/SDH草案，實現(xiàn)IP over SONET/SDH技術(shù)。IP over SONET/SDH技術(shù)通過PPP針數(shù)據(jù)包映射進(jìn)SONET/SDH幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷區(qū)。

PPP協(xié)議定義了點到點鏈路上傳輸多協(xié)議數(shù)據(jù)包的標(biāo)準(zhǔn)方法，是正式的Internet標(biāo)準(zhǔn)。PPP協(xié)議在OSI7層位于網(wǎng)絡(luò)層之下，為了與網(wǎng)絡(luò)層平滑地連接，PPP協(xié)議在規(guī)定了基本接口后還要為不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議提供相應(yīng)的封裝控制協(xié)議(NCP)。再者，在PPP層下面承載業(yè)務(wù)的傳輸媒質(zhì)也各不相同，如ISDN、FR、SDH/SONET等，這就需要PPP協(xié)議為它們提供相應(yīng)的鏈路控制協(xié)議(LCP)。

1.3 IPover SDH為網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展開通道路

在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占重要地位的網(wǎng)絡(luò)中，人們對帶寬的需求與日劇增。伴隨著這種需求的猛增，也帶來對提高帶寬利用率、簡化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和降低網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建費用的要求。在市場需求的推動下，一些數(shù)據(jù)運(yùn)營公司在網(wǎng)絡(luò)廠家技術(shù)的支持下，開發(fā)IP在SONET/SDH上的傳送業(yè)務(wù)。目前不少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司已推出基于IPoverSDH技術(shù)的交換路由器產(chǎn)品，如Cisco千兆位交換路由器GSR12000、Ascend千兆位路由轉(zhuǎn)發(fā)器GRF、Lucent于1998年推出的Packetstar千兆位路由器等。這些設(shè)備在交換功能方面引入了ATM技術(shù)，與傳統(tǒng)路由器相比，在技術(shù)方向有了重大突破，表現(xiàn)在吞吐量大(達(dá)60 Gb/s)和傳送時延小(14～40 s)，為IP over SDH的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。但是，千兆比特高速路由器在實現(xiàn)第2層交換與第3層選路的綜合的同時，也帶來了設(shè)備的復(fù)雜性。此外，這種突破性技術(shù)尚不能廣泛應(yīng)用于普通路由器。因而除非網(wǎng)絡(luò)上的全部路由器都能采用千兆比特速路由器技術(shù)，否則仍難以從整體上提高Internet的水平。所以，IP over SDH主要用于在干線上疏導(dǎo)高速率數(shù)據(jù)流。

2 POS及CPOS技術(shù)特點

2.1 POS及CPOS的優(yōu)點

POS/CPOS的優(yōu)點是：對IP路由的支持能力強(qiáng)，具有很高的IP傳輸效率；符合Internet業(yè)務(wù)的特點，如有利于實施多播方式；能利用SDH技術(shù)本身的環(huán)路和網(wǎng)絡(luò)自愈合能力達(dá)到鏈路糾錯的目的；利用OSPF協(xié)議防止鏈路故障造成網(wǎng)絡(luò)停頓，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性；將IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立在SDH傳輸平臺上，可以很容易地跨越地區(qū)和國界，兼容不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實施全球聯(lián)網(wǎng)；省略了ATM層，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低了運(yùn)行成本。

2.2 POS及CPOS的缺點

POS/CPOS的缺點是：IP over SDH尚不支持虛擬專用網(wǎng)VPN和電路仿真；在所有包交換技術(shù)中，ATM的QoS是最好的，它可以做到電路仿真，而IP over SDH技術(shù)只能進(jìn)行業(yè)務(wù)分級，不能提供較好的QoS；對大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)必須處理龐大、復(fù)雜的路由表，而且查找困難，路由信息占用比較大的帶寬。

2.3 鐵路客站代售點使用POS技術(shù)的目的

鐵路運(yùn)輸車站機(jī)房采用POS/CPOS技術(shù)具有以下優(yōu)點：①中心匯聚設(shè)備能夠簡潔的實現(xiàn)2 M的匯聚：避免中心堆疊一大堆傳輸設(shè)備，增加故障點；②網(wǎng)絡(luò)設(shè)計具有良好的擴(kuò)展性：能夠?qū)崿F(xiàn)未來網(wǎng)點的擴(kuò)展，其主機(jī)性能能支持高速板卡的擴(kuò)展；③提供有效的網(wǎng)絡(luò)投資保護(hù)：網(wǎng)絡(luò)建設(shè)既能有效的滿足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，不至于占用現(xiàn)有過多資源，又能很好的支撐未來網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。

3 鐵路客票代售點網(wǎng)絡(luò)中CPOS技術(shù)的應(yīng)用

對于下聯(lián)代售點較多的車站如南京站、杭州站等可以采用CPOS技術(shù)，下面就以南京站為例簡述CPOS技術(shù)在鐵路客票代售點中的應(yīng)用。圖1為南京站代售點組網(wǎng)技術(shù)案例。

在本組網(wǎng)方案中，中心路由器CISCO7206采用CPOS接口匯聚下級各單位的2 M業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；各代售網(wǎng)點路由器通過2 M線路方式接入中心節(jié)點。本方案的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：

(1)中心節(jié)點采用了155 M的CPOS板卡，一張板卡可匯接63個2 M網(wǎng)點，省掉了堆疊大量的傳輸設(shè)備（比如網(wǎng)橋），使得整個網(wǎng)絡(luò)簡潔易于維護(hù)，大大減少了故障點；

(2)中心節(jié)點兩臺CISCO7206核心路由器，最大可支持12張155 M的cPOS板卡，可匯接2 M網(wǎng)點達(dá)到756個，完全滿足未來擴(kuò)展2 M網(wǎng)點的需求；

(3)中心采用雙設(shè)備冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時思科7206系列路由器支持電源冗余備份，并支持業(yè)務(wù)板卡熱插拔，最大程度的保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠和穩(wěn)定性；

(4)此外思科 72 系列路由器支持 GE、ATM、FE、CPOS、POS等豐富的接口類型，支持豐富的QoS策略，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的順利運(yùn)行，可以最大限度的減少用戶投資，滿足未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求。思科7206路由器CPOS配置信息見圖2。

圖1 南京站代售點組網(wǎng)技術(shù)案例

圖2 思科路由器CPOS配置信息

4 結(jié)束語

從上面的案例中可以看出，大型鐵路客站采用POS/CPOS技術(shù)，可以有效地解決車站機(jī)房線纜過多，設(shè)備維護(hù)不便的問題，大大減少了故障點，同時降低了用戶的成本。近幾年隨著鐵路加快發(fā)展速度，上海路局領(lǐng)導(dǎo)對鐵路信息系統(tǒng)發(fā)展高度重視，新技術(shù)、新設(shè)備不斷投入使用，鐵路信息化建設(shè)也取得了長足的進(jìn)步。鐵路信息部門也要為鐵路運(yùn)輸、方便旅客出行作出更大的貢獻(xiàn)。